Последние десятилетия стали настоящим прорывом в диагностике и контроле диабета, в первую очередь благодаря разработке глюкометров – компактных устройств для самостоятельного измерения уровня глюкозы в крови. Однако зависимость глюкометров от специализированных полосок остается постоянной проблемой, которая накладывает определенные финансовые и логистические барьеры на людей с сахарным диабетом, особенно в развивающихся странах.
Неудивительно, что в научных кругах и среди пациентов возникают вопросы о возможности создания глюкометров без полосок. Недавнее крупномасштабное исследование, опубликованное в журнале Journal of Diabetes Science and Technology, проанализировало существующие технологии и оценило перспективы создания устройств без прокладок, предоставив ценные данные для обсуждения.
Ключевым аспектом, который подчеркнули исследователи, является то, что принцип работы традиционных глюкометров напрямую связан с полосками, которые содержат все необходимые ферменты и реагенты для химического анализа образца крови. Именно в результате реакции этих веществ с глюкозой происходит изменение, которое регистрируется датчиками глюкометра и отражается на показаниях уровня сахара в крови.
Таким образом, первой и, по сути, главной проблемой разработки глюкометров без полосок является необходимость создания аналогичного химического процесса без использования отдельной кассеты с полосками.
В исследовании представлены три основных подхода, которые изучаются, чтобы обойти необходимость в полосках:
Прямое электрохимическое измерение уровня глюкозы: Этот подход предполагает интеграцию датчиков, способных непосредственно определять уровень глюкозы в крови без каталитических реакций, характерных для stripes. Недостатком этого подхода является низкая чувствительность современных электрохимических датчиков. Для достижения высокой точности необходимы дальнейшие разработки в области материаловедения и создания наносенсоров.
Иммунохимическая диагностика: Другой подход основан на использовании специфичных к глюкозе антител. Антитела фиксируются на внутренней поверхности глюкометра, и при контакте с каплей крови образуется сложный комплекс с глюкозой, вызывающий изменение электрохимических характеристик, которое фиксируется датчиком. Этот метод продемонстрировал потенциал в лабораторных условиях, но его широкомасштабная адаптация для домашнего использования требует миниатюризации и повышения долгосрочной стабильности иммунных реагентов.
Световые методы: В настоящее время изучаются системы, в которых измерение уровня глюкозы производится путем регистрации поглощения или испускания света кровью после взаимодействия со светоактивным веществом. Основная цель заключается в повышении селективности и уточнении количественных показателей с использованием оптоэлектронных компонентов микроразмеров.
В исследовании подчеркивается, что, хотя каждый из этих подходов обладает потенциалом, для создания полнофункциональных глюкометров без полосок все еще требуется много времени и значительных научных усилий.
Авторы отмечают важность продолжения исследований в области нанотехнологий, биотехнологии и микроэлектроники для достижения желаемого результата.
Перспективы бездиапазонных глюкометров, по их словам, связаны с прорывами в миниатюризации датчиков, улучшением иммунных реакций и разработкой наноматериалов, способных обеспечить высокую чувствительность, точность и долгосрочную стабильность измерений. Тем не менее, согласно исследованию, удовлетворительный коммерческий доступ к таким устройствам, вероятно, будет в среднесрочной перспективе.